DE102004002447A1

DE102004002447A1 - Computer temperature regulator integrated circuit has first signal output, ventilator speed pin and second signal output oscillator pin

Info

Publication number: DE102004002447A1
Application number: DE200410002447
Authority: DE
Inventors: Peter Busch; Erwin Huber
Original assignee: Fujitsu Technology Solutions GmbH
Current assignee: Fujitsu Technology Solutions Intellectual Property GmbH
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2004-01-16
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2024-01-17
Also published as: CN100504700C; EP1578184A3; CN1645285A; EP1578184A2; TWI328646B; TW200533844A; DE502004011731D1; DE102004002447B4; EP1578184B1

Abstract

The operation of a computer cooling fan is regulated by an integrated circuit that has an input (4) contact to the regulator circuit and providing a temperature-dependent signal regulating the fan (L1) speed. On reaching a first threshold temperature the signal is inverted at a first signal output signal (2) and indicating that the maximum temperature threshold has been passed. On reaching a second temperature threshold a signal is emitted at a second output contact (3) that triggers disconnection.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lüfterregelschaltung in einem Baustein.The The invention relates to a fan control circuit in a building block.

Lüfterregelschaltungen werden häufig als integrierte Schaltkreise ausgebildet und in einem Chip ausgeliefert. Dabei besitzt der Chip mehrere Anschlußstellen, auch Beinchen bzw. Pins genannt, die intern mit einigen Elementen der integrierten Schaltung verbunden sind und außerhalb zu weiteren Schaltungen oder zur Spannungsversorgung führen. Die Lüfterregelschaltung erzeugt aus einem temperaturabhängigen Signal an einem der Pins zusammen mit einem integrierten, spannungsgesteuerten Oszillator ein variables Taktsignal, um die Drehzahl zu variieren. Das temperaturabhängige Signal wird dabei zumeist von einem einfachen Temperaturmeßwiderstand erzeugt, der einen negativen Temperaturkoeffizienten (NTC) aufweist. Der spannungsgesteuerte Oszillator ist dabei meist ebenfalls mit einem der Pins des Chips verbunden, das zu einem externen RC-Glied führt, durch das eine Grundfrequenz des Taktsignals des spannungsgesteuerten Oszillators einstellbar ist.Fan control circuits become common designed as integrated circuits and delivered in a chip. The chip has several connection points, including legs or Pins called internally with some elements of the integrated Circuit are connected and outside lead to further circuits or to the power supply. The Fan control circuit generated from a temperature-dependent Signal on one of the pins together with a built-in, voltage-controlled oscillator a variable clock signal to vary the speed. The temperature-dependent signal is usually a simple temperature measuring resistor generated having a negative temperature coefficient (NTC). The voltage-controlled oscillator is usually also included connected to one of the pins of the chip leading to an external RC element leads, by the one fundamental frequency of the clock signal of the voltage controlled Oscillator is adjustable.

Das vom spannungsgesteuerten Oszillator generierte Taktsignal wird einem Drehzahlregelblock zugeführt, der die aktuelle Drehzahl des Lüfters mit einem Sollwert der Drehzahl vergleicht und ein entsprechendes analoges Nachregelsignal an den externen Lüfter abgibt. Die Soll-Drehzahl wird dabei durch das variable Taktsignal dargestellt. Der aktuelle Wert der Drehzahl des Lüfters wird durch eine weitere Schaltung innerhalb des Chips auf geeignete Weise aus der Stromkurven form des Lüfters ermittelt. Die Drehzahl des Lüfters wird dabei von dem Chip ebenfalls als digitales Ausgangssignal abgegeben.The from the voltage controlled oscillator generated clock signal is a Speed control block supplied, the current speed of the fan compares with a setpoint of the speed and a corresponding analogue feedback signal to the external fan. The target speed is represented by the variable clock signal. The current Value of the speed of the fan is done by another circuit within the chip in a suitable manner from the current curves form the fan determined. The speed of the fan is also emitted by the chip as a digital output signal.

Ein solcher integrierter Schaltkreis regelt somit die Lüfterdrehzahlregelung in Abhängigkeit des Temperaturmeßwiderstandes. Sinnvollerweise wird damit vor allem der Lüfter der Spannungsversorgungseinrichtung eines Computers geregelt. Der Temperaturmeßwiderstand ist dabei innerhalb der Spannungsversorgung untergebracht und mißt die Verlust- bzw. die Wärmeleistung der Versorgungseinrichtung. Zudem bietet es sich an, bei Temperaturanstieg nicht nur die Lüfterdrehzahl zu ändern, sondern bei einer entsprechend hohen Temperatur eine Übertemperatur zu signalisieren. Bei einer noch höheren Temperatur innerhalb der Spannungsversorgungseinrichtung ist es zweckmäßig, ein Abschaltsignal für den angeschlossenen Computer zu erzeugen, um die Spannungsversorgungseinrichtung vor Beschädigungen zu schützen.One such integrated circuit thus controls the fan speed control dependent on the temperature measuring resistor. It makes sense, especially the fan of the power supply device of a computer. The temperature measuring resistor is within housed the power supply and measures the loss or the heat output the supply device. In addition, it makes sense in case of temperature increase not just the fan speed to change, but at a correspondingly high temperature, an excess temperature to signal. At an even higher temperature inside the power supply device, it is appropriate to a Shutdown signal for the connected computer to the power supply device from damage to protect.

Normalerweise würde man dafür einen Extrapin auf dem Chip vorsehen. Jedoch sind bei dem verwendeten 8-Pin-Baustein bereits alle Beinchen belegt, so dass bei einer Verwendung von weiteren Pins das bisherige 8-Pin-Gehäuse nicht mehr ausreicht. Ein Gehäuse mit einer höheren Anzahl von Anschlußkontakten verursacht jedoch Mehrkosten und eventuell eine Produktionsumstellung, die einen weiteren Aufwand bedeutet.Usually you would for one Provide extra paste on the chip. However, in the used 8-pin device already occupied all the legs, so when used from other pins the previous 8-pin housing is no longer sufficient. One casing with a higher one Number of connection contacts causes additional costs and possibly a production change, which means another effort.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Regelschaltung vorzusehen, die sowohl eine Übertemperaturwarnung wie auch eine Übertemperaturabschaltung signalisiert und nur eine möglichst geringe Zahl an Anschlußbeinchen benötigt.It is therefore an object of the invention to provide a control circuit, which is both an over-temperature warning as well as an overtemperature shutdown signaled and only one possible small number of connecting legs needed.

Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst.These The object is achieved with the subject of the independent claim.

Darin umfaßt die Lüfterregelschaltung einen ersten und einen zweiten Signalausgang, einen Steuerausgang sowie einen ersten und einen zweiten Signaleingang. In der Regelschaltung ist eine Drehzahlsollwertschaltung zur Steuerung einer Drehzahlsollwertfestlegung vorgesehen, die zumindest einen Eingang zur Zuführung eines temperaturabhängigen Signals an dem ersten Signaleingang aufweist und zur Abgabe eines wertkontinuierlichen bzw. analogen Steuersignals abhängig von dem temperaturabhängigen Signal an dem ersten Signaleingang an einen spannungsgesteuerten Oszillator der Lüfterregelschaltung ausgebildet ist. Die Drehzahlsollwertschaltung erzeugt somit aus dem temperaturabhängigen Signal ein wertkontinuierliches Steuersignal, welches einen Drehzahlsollwert repräsentiert. Der spannungsgesteuerte Oszillator weist einen Ausgang zur Abgabe eines von dem wertkontinuierlichen Steuersignal abhängigen Taktsignal auf. Weiterhin ist in der Lüfterregelschaltung eine Pulsidentifikationsschaltung vorgesehen, die mit dem zweiten Signaleingang verbunden ist und zur Bestimmung eines Lüfterdrehzahlwertes aus einem am zweiten Signaleingang der Lüfterregelschaltung anliegenden Signal ausgebildet ist. Die Pulsidentifikationsschaltung erzeugt somit aus einem Signal am zweiten Signaleingang bevorzugt ein digitales Signal, das der Lüfterdrehzahl entspricht. Weiterhin weist die Lüfterregelschaltung einen Regelblock mit einem ersten Eingang und einem Taktsignaleingang auf. Der erste Eingang ist mit einem Ausgang der Pulsidentifikationsschaltung verbunden und zur Zuführung des Lüfterdrehzahlwertes ausgebildet. Der Taktsignaleingang des Regelblocks ist mit dem Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators verbunden. Der Regelblock enthält einen Ausgang, der über einen schaltbaren Inverter mit dem ersten Signalausgang der Lüfterregelschaltung gekoppelt ist. Weiterhin enthält er einen zweiten Ausgang, welcher mit dem Steuerausgang der Lüfterregelschaltung gekoppelt ist. Der Regelblock ist zur Abgabe eines die Lüfterdrehzahl darstellenden Drehzahlsignals an den ersten Ausgang und zur Abgabe eines Lüftersteuersignals an den Steuerausgang der Lüfterregelschaltung ausgebildet. Letztlich weist die Lüfterregelschaltung eine Vergleichsschaltung mit zwei Schwellwerten auf. Die Vergleichsschaltung ist für einen Vergleich des temperaturabhängigen Signals am ersten Signaleingang mit den beiden Schwellwerten ausgebildet. Bei Überschreitung des ersten Schwellwertes gibt sie ein Signal an den schaltbaren Inverter zur Invertierung des Lüfterdrehzahlsignals ab, und bei Überschreiten des zweiten Schwellwertes erzeugt sie ein Übertemperatursignal an dem zweiten Signalausgang der Lüfterregelschaltung.Therein, the fan control circuit comprises a first and a second signal output, a control output and a first and a second signal input. In the control circuit, a speed setpoint circuit for controlling a speed setpoint determination is provided which has at least one input for supplying a temperature-dependent signal at the first signal input and for delivering a continuous value or analog control signal depending on the temperature-dependent signal at the first signal input to a voltage controlled oscillator of the fan control circuit is trained. The speed setpoint circuit thus generates a value-continuous control signal from the temperature-dependent signal, which represents a speed setpoint. The voltage-controlled oscillator has an output for outputting a clock signal dependent on the value-continuous control signal. Furthermore, a pulse identification circuit is provided in the fan control circuit, which is connected to the second signal input and is designed to determine a fan speed value from a voltage applied to the second signal input of the fan control circuit signal. The pulse identification circuit thus preferably generates from a signal at the second signal input a digital signal which corresponds to the fan speed. Furthermore, the fan control circuit has a control block with a first input and a clock signal input. The first input is connected to an output of the pulse identification circuit and designed to supply the fan speed value. The clock signal input of the control block is connected to the output of the voltage controlled oscillator. The control block includes an output which is coupled via a switchable inverter to the first signal output of the fan control circuit. Furthermore, it contains a second output, which is coupled to the control output of the fan control circuit. The control block is to deliver a fan speed representing speed signal to the ers th output and for delivering a fan control signal to the control output of the fan control circuit is formed. Finally, the fan control circuit has a comparison circuit with two threshold values. The comparison circuit is designed for a comparison of the temperature-dependent signal at the first signal input with the two threshold values. When the first threshold value is exceeded, it outputs a signal to the switchable inverter for inverting the fan speed signal, and when the second threshold value is exceeded, it generates an overtemperature signal at the second signal output of the fan control circuit.

Die erfindungsgemäße Lüfterregelschaltung erzeugt somit eine Übertemperaturwarnung, indem sie das Signal des Lüfterdrehzahlwertes invertiert. Bei Überschreiten einer zweiten Temperaturschwelle, bei der eine Gefährdung der durch den Lüfter zu kühlenden Einrichtung besteht, gibt die Lüfterregelschaltung ein Übertemperatursignal, bevorzugt zur Abschaltung der gesamten Einrichtung, an den zweiten Signalausgang ab. Die erfindungsgemäße Lüfterregelschaltung erzeugt somit zwei zusätzliche Signale, ohne dabei zusätzliche Anschlüsse vorsehen zu müssen. Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Lüfterregelschaltung in einem bereits vorhandenen Baustein mit nur acht Außenkontaktstellen integrierbar, der so kostensparend weiter verwendet wird. Die Signaleingänge bzw. Signalausgänge der Lüfterregelschaltung werden durch die Außenkontaktstellen oder die Pins des Bausteins gebildet.The generates fan control circuit according to the invention thus an overtemperature warning, by giving the signal of the fan speed value inverted. When crossing a second temperature threshold, in which a threat to the through the fan to be cooled Device exists, gives the fan control circuit an overtemperature signal, preferably for switching off the entire device to the second Signal output off. The fan control circuit according to the invention generates thus two additional ones Signals without adding extra connections to have to provide. The fan control circuit according to the invention is preferred in an existing module with only eight external contact points integrable, which is used so cost-saving on. The signal inputs or signal outputs the fan control circuit be through the outside contact points or formed the pins of the block.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der spannungsgesteuerte Oszillator der Lüfterregelschaltung einen Eingang auf, der über den zweiten Signalausgang mit einer externen Schaltung zur Einstellung eines Grundtaktes gekoppelt ist. Bevorzugt weist dabei die Einrichtung zur Frequenzeinstellung eine Kapazität und einen ohmschen Widerstand auf. Sie bildet somit ein RC-Glied. Der spannungsgesteuerte Oszillator ist so ausgebildet, dass er mittels des mit dem zweiten Signaleingang verbundenen RC-Gliedes und des wertkontinuierlichen Steuersignals der Drehzahlsollwertschaltung ein Taktsignal an seinem Ausgang erzeugt.In a preferred embodiment of the invention, the voltage controlled Oscillator of the fan control circuit an entrance that over the second signal output with an external circuit for adjustment a basic clock is coupled. Preferably, the device has for frequency adjustment, a capacitance and an ohmic resistance on. It thus forms an RC element. The voltage controlled oscillator is configured to be connected by means of the signal input connected to the second signal input RC element and the value continuous control signal of the speed setpoint circuit Clock signal generated at its output.

Durch die Ausbildung mit einem externen RC-Glied läßt sich der spannungsgesteuerte Oszillator für eine Grundfrequenz einstellen. Dies ermöglicht eine höhere Flexibilität der gesamten Lüfterregelschaltung.By training with an external RC element can be the voltage-controlled Oscillator for set a fundamental frequency. This allows for greater flexibility throughout Fan control circuit.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Lüfterregelschaltung einen dritten Signaleingang auf, der mit einem zweiten Eingang der Drehzahlsollwertschaltung verbunden ist. Die Drehzahlsollwertschaltung ist jetzt zur Abgabe eines wertkontinuierlichen Steuersignals, abhängig von einem am zweiten Eingang anliegenden Signal, an den spannungsgesteuerten Oszillator ausgebildet. Der dritte Signaleingang wird dabei bevorzugt für eine externe Drehzahlvorgabe, beispielsweise von der Mutterplatine eines Computers, verwendet, während am ersten Signaleingang das temperaturabhängige Signal anliegt. Die Drehzahlsollwertschaltung erzeugt ein wertkontinuierliches Steuersignal abhängig von den beiden am ersten und am dritten Signaleingang der Lüfterregelschaltung anliegenden Signalen. Auch mit dem dritten Signaleingang wird die Anzahl der Außenkontaktstellen nicht über acht hinaus vergrößert.In a development of the invention, the fan control circuit has a third Signal input, with a second input of the speed setpoint circuit connected is. The speed setpoint circuit is now for delivery a continuous value control signal, dependent on one at the second input applied signal to the voltage controlled oscillator. The third signal input is preferred for an external speed specification, for example, from the motherboard of a computer, used while the temperature-dependent signal is present at the first signal input. The speed setpoint circuit generates a value-continuous control signal depending on the two at the first and at the third signal input of the fan control circuit applied signals. Even with the third signal input is the Number of external contact points no over eight out.

In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung erfolgt die Kopplung des Regelblocks mit dem Steuerausgang der Lüfterregelschaltung über eine weitere Schaltung, die bevorzugt zur Abgabe eines maximalen Lüftersteuersignals an den Steuerausgang der Lüfterregelschaltung ausgebildet ist, wenn gleichzeitig am zweiten Signalausgang ein Übertemperatursignal anliegt. Dadurch wird am Steuerausgang der Lüfterregelschaltung das maximale Steuersignal für die Lüfterdrehzahl unabhängig von dem Ausgangssignal des Regelblocks erzeugt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Regelblock sowie der spannungsgesteuerte Oszillator bei einem anliegenden Übertemperatursignal abgeschaltet ist und nicht das maximale Lüftersteuersignal abgibt. Dadurch wird vermieden, dass sich bei einem Übertemperatursignal durch einen Fehler der Lüfter abschaltet, die Spannungsversorgung aber weiter aktiv bleibt.In In another preferred embodiment, the coupling of the Control block with the control output of the fan control circuit via a further circuit, which is preferred for delivering a maximum fan control signal to the control output of the fan control circuit is formed, if at the same time at the second signal output an overtemperature signal is applied. As a result, the maximum output at the control output of the fan control circuit Control signal for the Fan speed independently generated by the output of the control block. This is especially true advantageous if the control block and the voltage controlled oscillator with an applied overtemperature signal is switched off and does not output the maximum fan control signal. This will avoided that at an overtemperature signal due to a fault of the fan switches off, but the power supply remains active.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird das Übertemperatursignal durch das Versorgungspotential gebildet. Alternativ wird in einer anderen Weiterbildung der Erfindung das Übertemperatursignal durch ein Bezugspotential, bevorzugt das Massepotential, gebildet.In a development of the invention is the overtemperature signal by the Supply potential formed. Alternatively, in another Development of the invention, the overtemperature signal by a reference potential, preferably the ground potential formed.

Bevorzugt wird die Lüfterregelschaltung in einem Computersystem mit einer Stromversorgungseinrichtung verwendet, wobei die Stromversorgungseinrichtung zumindest eine Lüftereinrichtung und eine Temperaturmeßvorrichtung umfaßt. Dabei wird das temperaturabhängige Signal von der Temperaturmeßvorrichtung erzeugt und dem ersten Signaleingang der Lüfterregelschaltung zugeführt. Das Übertemperatursignal am zweiten Signalausgang der Lüfterregelschaltung wird zur Abschaltung der Stromversorgungseinrichtung des Computersystems verwendet. Die erfindungsgemäße Lüfterregelschaltung läßt sich so ohne größere Änderungen in bereits vorhandene Computersysteme implementie ren. Das bereits vorhandene 8-Pin-Gehäuse kann dabei weiter verwendet werden.Prefers becomes the fan control circuit used in a computer system with a power supply device, wherein the power supply device at least one fan device and a temperature measuring device includes. This is the temperature-dependent Signal from the temperature measuring device generated and supplied to the first signal input of the fan control circuit. The overtemperature signal at the second signal output of the fan control circuit is used to shut off the power supply of the computer system. The fan control circuit according to the invention let yourself so without major changes implement already existing computer systems. That already Existing 8-pin chassis can continue to be used.

Im weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Detail erläutert. Es zeigen:in the Further, the invention with reference to embodiments in detail explained. Show it:

1 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung, 1 a block diagram of a first embodiment of the invention,

2 ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels, 2 a block diagram of a second embodiment,

3 ein Computersystem mit der erfindungsgemäßen Lüfterregelschaltung. 3 a computer system with the fan control circuit according to the invention.

Eine erfindungsgemäße Lüfterregelschaltung ist in 1 zu sehen. Diese ist in einen durch die gestrichelte Linie angedeuteten Baustein eingesetzt, der acht Pins umfaßt, wobei jeder Pin mit einem Signaleingang bzw. Signalausgang der Lüfterregelschaltung 1 verbunden ist. Zwei Pins des Bausteins sind zur Zuführung des Versorgungspotentials VDD, das im Ausführungsbeispiel 12 V beträgt, und des Massepotentials VSS ausgebildet. Diese sind durch die beiden Eingänge 8 bzw. 9 schematisch gekennzeichnet.A fan control circuit according to the invention is in 1 to see. This is used in a direction indicated by the dashed line block comprising eight pins, each pin with a signal input or signal output of the fan control circuit 1 connected is. Two pins of the device are designed to supply the supply potential VDD, which in the exemplary embodiment is 12 V, and the ground potential VSS. These are through the two entrances 8th respectively. 9 schematically marked.

Die Lüfterregelschaltung enthält eine Drehzahlsollwertfestlegung 11 mit zwei Eingängen. Ein Eingang der Drehzahlsollwertfestlegung ist mit dem ersten Signaleingang 4 der Lüfterregelschaltung verbunden, der zu einem einen Temperaturmeßwiderstand enthaltenden Spannungsteiler führt. Der zweite Eingang der Drehzahlsollwertfestlegung führt zu dem Signaleingang 7, an den ein Signal FanC für eine externe Drehzahlvorgabe angelegt ist. Dieses Signal wird beispielsweise von ei ner Mutterplatine eines Computers abgegeben. Weiterhin weist die Drehzahlsollwertschaltung 11 einen Ausgang 114 auf, welcher mit einem spannungsgesteuerten Oszillator 12 verbunden ist.The fan control circuit includes a speed setpoint specification 11 with two entrances. An input of the speed setpoint specification is with the first signal input 4 connected to the fan control circuit, which leads to a temperature measuring resistor containing a voltage divider. The second input of the speed setpoint specification leads to the signal input 7 to which a signal FanC for external speed specification is applied. This signal is emitted, for example, from egg ner motherboard of a computer. Furthermore, the speed setpoint circuit 11 an exit 114 on which with a voltage controlled oscillator 12 connected is.

Der spannungsgesteuerte Oszillator enthält einen weiteren Signalausgang, der zu dem zweiten Signalausgang 3 führt und den Oszillatorpin bildet. Der zweite Signalausgang 3 bzw. der Oszillatorpin ist innerhalb der Lüfterregelschaltung über einen Schalter mit dem Versorgungspotential VDD gekoppelt. Außerhalb der Lüfterregelschaltung und des Gehäuses ist er an eine Diode D1, an einen Kondensator C1 sowie einen Widerstand R1 angeschlossen, dessen anderer Anschluß ebenfalls mit dem Potential VDD verbunden ist.The voltage controlled oscillator includes another signal output which is connected to the second signal output 3 leads and forms the oscillator pin. The second signal output 3 or the oscillator pin is coupled within the fan control circuit via a switch with the supply potential VDD. Outside the fan control circuit and the housing, it is connected to a diode D1, to a capacitor C1 and a resistor R1 whose other terminal is also connected to the potential VDD.

Durch das Steuersignal der Drehzahlsollwertschaltung 11 am Steuereingang 123 des spannungsgesteuerten Oszillators ist die Frequenz des Taktsignals am Ausgang 121 einstellbar.By the control signal of the speed setpoint circuit 11 at the control entrance 123 of the voltage controlled oscillator is the frequency of the clock signal at the output 121 adjustable.

Das Taktsignal am Ausgang 121 wird einem Eingang 142 eines digitalen Regelblocks 14 zugeführt. Der digitale Regelblock enthält weiterhin einen zweiten Eingang 141, der mit einer Pulsidentifikationsschaltung 13 verbunden ist. Die Pulsidentifikationsschaltung ist an den Eingangspin Nr. 5 der Lüfterregelschaltung angeschlossen. Dem Eingangspin Nr. 5 wird das Signal RSIN zugeführt, das die Stromkurvenform des Lüfters L1 darstellt. Die Pulsidentifikationsschaltung 13 ermittelt aus dem Signal RSIN in geeigneter Weise die Drehzahl des Lüfters und gibt ein digitales Signal, welches die Drehzahl darstellt, an den ersten Eingang des Regelblocks 14 weiter. Der Regelblock 14 vergleicht das Signal am Eingang 141, welches die aktuelle Drehzahl des Lüfters darstellt, mit der gewünschten Drehzahl, die durch das Taktsignal am Eingang 142 vorgegeben ist. Der Regelblock 14 erzeugt ein analoges Steuersignal und gibt dies am Ausgang 144 aus.The clock signal at the output 121 becomes an entrance 142 a digital rule block 14 fed. The digital rule block also contains a second input 141 that with a pulse identification circuit 13 connected is. The pulse identification circuit is connected to the input pin No. 5 of the fan control circuit. The input pin No. 5 is supplied with the signal RSIN representing the current waveform of the fan L1. The pulse identification circuit 13 determines from the signal RSIN in a suitable manner, the speed of the fan and outputs a digital signal representing the speed to the first input of the control block 14 further. The rule block 14 compares the signal at the input 141 , which represents the current speed of the fan, with the desired speed, by the clock signal at the input 142 is predetermined. The rule block 14 generates an analog control signal and outputs it at the output 144 out.

Der Ausgang 144 ist mit einer Schaltung 17 verbunden, die das Steuersignal an ihrem Ausgang über einen Widerstand einem Gate-Anschluß eines Feldeffekttransistors T zuführt. Das Gate des Transistors T steuert die Leitfähigkeit, so dass sich am Steuerausgang 6 der Lüfterregelschaltung ein Potential zwischen VDD und VSS einstellt. Das Potential ergibt das Signal TRSOUT und wird dazu verwendet, den Stromfluß durch einen PNP-Bipolartransistor zu regeln, der mit dem Lüfter L1 verbunden ist. Das Signal TRSOUT am Ausgang 6 steuert somit die Drehzahl des Lüfters.The exit 144 is with a circuit 17 connected, which supplies the control signal at its output via a resistor to a gate terminal of a field effect transistor T. The gate of the transistor T controls the conductivity, so that at the control output 6 the fan control circuit sets a potential between VDD and VSS. The potential provides the signal TRSOUT and is used to control the flow of current through a PNP bipolar transistor connected to the fan L1. The signal TRSOUT at the output 6 thus controls the speed of the fan.

Der Signaleingang 4 ist außerdem mit einer Vergleichsschaltung 16 verbunden. Die Vergleichsschaltung 16 weist zwei Ausgänge 161 und 162 auf. Der Ausgang 161 führt zu einem Inverter 15, der mit seinem Eingang mit dem Ausgang 143 des Regelblocks 14 verbunden ist. Der Ausgang des Inverters 15 führt zu dem Signalausgang 2 der Lüfterregelschaltung, an den das digitale Drehzahlsignal FanM des Lüfters abgreifbar ist. Das digitale Drehzahlsignal FanM wird von dem Regelblock 143 erzeugt und abhängig von einem Steuersignal der Vergleichsschaltung 16 am Ausgang 161 durch den Inverter 15 invertiert.The signal input 4 is also with a comparison circuit 16 connected. The comparison circuit 16 has two outputs 161 and 162 on. The exit 161 leads to an inverter 15 , with its entrance to the exit 143 of the rule block 14 connected is. The output of the inverter 15 leads to the signal output 2 the fan control circuit to which the digital speed signal FanM of the fan can be tapped. The digital speed signal FanM is from the control block 143 generated and dependent on a control signal of the comparison circuit 16 at the exit 161 through the inverter 15 inverted.

Der zweite Ausgang der Vergleichsschaltung 16 führt einerseits zu der Transistorsteuerung 17 und andererseits zu dem Schalter S1. Abhängig von dem Steuersignal am Ausgang 162 der Vergleichsschaltung 16 wird somit das Potential VDD durch den Schalter S1 auf den Oszillatorpin 3 der Lüfterregelschaltung gegeben. Gleichzeitig wird dadurch die Transistorsteuerung 17 so geschaltet, dass an ihrem Ausgang ein Steuersignal für den Gate-Anschluß des Transistors T abgegeben wird, so dass die ser in einen möglichst niedrigohmigen Zustand übergeht. Das Steuersignal TRSOUT am Ausgang 6 wird auf VSS gezogen.The second output of the comparison circuit 16 leads on the one hand to the transistor control 17 and on the other hand to the switch S1. Depending on the control signal at the output 162 the comparison circuit 16 Thus, the potential VDD through the switch S1 to the oscillator pin 3 the fan control circuit given. At the same time, this is the transistor control 17 switched so that at its output a control signal for the gate terminal of the transistor T is delivered, so that the water passes into a low-impedance state possible. The control signal TRSOUT at the output 6 is drawn to VSS.

Im Betrieb der erfindungsgemäßen Lüfterregelschaltung in einem Computer ist der Temperatursignaleingang 4 mit einem Temperaturmeßwiderstand NTC verbunden. Dieser ist so angeordnet, dass er eine möglichst genaue Temperaturmessung der Spannungsversorgungseinrichtung des Computers durchführt. Im Ausführungsbeispiel ist der Temperaturmeßwiderstand ein temperaturabhängiger Widerstand mit negativen Temperaturkoeffizienten. Bei steigender Temperatur verringert sich somit sein Widerstand. Im Ausführungsbeispiel beträgt das Spannungssignal am Temperaturmeßeingang 4 der Lüfterregelschaltung bis zu einer Temperatur von 70°C ca. 10 % des Versorgungspotentials VDD. Oberhalb von 70°C sinkt das Potential am Signaleingang weiter ab. Gleichzeitig liegt am Signaleingang 7 das Signal FanC an, das die Drehzahl extern zusätzlich anheben kann. Die Drehzahlsollwertschaltung 11 erzeugt aus beiden Signalen ein Steuersignal und führt dieses über ihren Ausgang 114 dem spannungsgesteuerten Oszillator 12 zu.In operation of the fan control circuit according to the invention in a computer, the temperature signal input 4 connected to a temperature measuring NTC. This is arranged so that it as accurate as possible temperature measurement of the power supply of the Compu ters. In the exemplary embodiment, the temperature measuring resistor is a temperature-dependent resistor with negative temperature coefficients. As the temperature increases, its resistance decreases. In the exemplary embodiment, the voltage signal at the temperature measuring input 4 the fan control circuit up to a temperature of 70 ° C about 10% of the supply potential VDD. Above 70 ° C, the potential at the signal input continues to drop. At the same time lies at the signal input 7 the signal FanC, which can additionally raise the speed externally. The speed setpoint circuit 11 generates a control signal from both signals and feeds this via its output 114 the voltage controlled oscillator 12 to.

Der spannungsgesteuerte Oszillator 12 hat einen zweiten Eingang 122, der an den Oszillatorpin 3 angeschlossen ist und mit einem externen RC-Glied, bestehend aus einem Widerstand R1 und einem Kondensator C1, verbunden ist. Am Oszillatorpin 3 wird zudem auch das Signal zur Übertemperaturabschaltung bereitgestellt. Zu Auswertung des Übertemperatursignals ist eine Diode D1 vorgesehen, die mit dem Überspannungssignaleingang der nicht dargestellten Spannungsversorgungseinrichtung des Computers gekoppelt ist. Durch das Steuersignal am Eingang 123 wird das Taktsignal am Ausgang 121 des spannungsgesteuerten Oszillators variiert. Dadurch variiert auch das Spannungssignal am Oszillatorpin Nr. 3. Dieses ist jedoch so eingestellt, dass bei einem normalen Betrieb die Diode D1 weiterhin sperrt, so dass keine Überspannung der Spannungsversorgungseinrichtung signalisiert wird.The voltage controlled oscillator 12 has a second entrance 122 that is connected to the oscillator pin 3 is connected and connected to an external RC element, consisting of a resistor R1 and a capacitor C1. At the oscillator pin 3 In addition, the signal for overtemperature shutdown is also provided. To evaluate the overtemperature signal, a diode D1 is provided, which is coupled to the overvoltage signal input of the voltage supply device, not shown, of the computer. By the control signal at the entrance 123 the clock signal is output 121 of the voltage controlled oscillator varies. As a result, the voltage signal at the oscillator pin no. 3 also varies. However, this is set so that the diode D1 continues to be blocked during normal operation, so that no overvoltage of the voltage supply device is signaled.

Das Taktsignal am Ausgang 121 des spannungsgesteuerten Oszillators stellt außerdem die Drehzahlvorgabe der Lüfterdrehzahlregelung dar. Zu diesem Zweck wird das Taktsignal einem digitalen Drehzahlregelblock zugeführt. Der digitale Drehzahlregelblock 14 vergleicht das Taktsignal des Oszillators mit der durch die Pulsidentifikationsschaltung ermittelten Lüfterdrehzahl. Ist die vorgegebene Drehzahl aus dem Taktsignal größer als die Ist-Drehzahl des Lüfters, erzeugt er an seinem Ausgang 144 ein Steuersignal, welches der Schaltung 17 zugeführt wird und den Gate-Anschluß des Transistors T so regelt, dass sich die Ausgangsspannung am Ausgang 6 der Lüfterregelschaltung erniedrigt. Dadurch steigt die Leitfähigkeit des Transistors TE, und die Drehzahl des Lüfters L1 erhöht sich. Soll im umgekehrten Fall die Drehzahl erniedrigt werden, so wird durch den Regelblock 14 das Signal am Gate-Anschluß des Transistors T so eingestellt, dass sich sein Widerstand erhöht. Damit erhöht sich die Steuerspannung am Ausgang 6 und die Drehzahl des Lüfters verringert sich.The clock signal at the output 121 the voltage-controlled oscillator also represents the speed specification of the fan speed control. For this purpose, the clock signal is fed to a digital speed control block. The digital speed control block 14 compares the clock signal of the oscillator with the fan speed determined by the pulse identification circuit. If the predetermined speed from the clock signal is greater than the actual speed of the fan, it generates at its output 144 a control signal, that of the circuit 17 is supplied and controls the gate terminal of the transistor T so that the output voltage at the output 6 the fan control circuit lowered. As a result, the conductivity of the transistor TE increases, and the rotational speed of the fan L1 increases. If, in the opposite case, the speed is to be lowered, then the control block is used 14 the signal at the gate terminal of the transistor T is set so that increases its resistance. This increases the control voltage at the output 6 and the speed of the fan decreases.

Gleichzeitig gibt der Regelblock ein digitales Signal an seinem Ausgang 143 ab. Dieses Lüftertachosignal FanM stellt die aktuelle Lüfterdrehzahl dar. Es ist ein periodisches Taktsignal mit einer Impulslänge von ca. 1 bis 4 ms und einem Tastverhältnis von 17 % oder kleiner. Eine geeignete Auswerteelektronik, die mit dem Lüftertachoausgang 2 gekoppelt ist, wertet das Signal aus und erhält somit ein Maß für die Lüfterdrehzahl bzw. die Temperatur des Temperaturmeßwiderstandes.At the same time, the control block gives a digital signal at its output 143 from. This fan tachometer signal FanM represents the current fan speed. It is a periodic clock signal with a pulse length of approx. 1 to 4 ms and a duty cycle of 17% or less. A suitable evaluation electronics, which with the Lüftertachoausgang 2 is coupled, evaluates the signal and thus receives a measure of the fan speed and the temperature of the Temperaturmeßwiderstandes.

Gleichzeitig wird das Spannungssignal am Temperaturpin 4 einer Vergleichsschaltung 16 zugeführt. Diese besitzt zwei Schwellwerte. Einen ersten, der für die Signalisierung der Übertemperaturwarnung verwendet wird, und einen zweiten für die Signalisierung einer Übertemperaturabschaltung. Ist das Temperatursignal am Temperaturpin Nr. 4 unterhalb des Schwellwertes für die Übertemperaturwarnung, so gibt die Vergleichsschaltung 16 am Ausgang 161 ein Signal ab, das die Inverterschaltung 15 aktiviert.At the same time, the voltage signal at the temperature pin 4 a comparison circuit 16 fed. This has two thresholds. A first one used to signal the overtemperature warning, and a second one to signal overtemperature shutdown. If the temperature signal at temperature pin no. 4 is below the overtemperature warning threshold, the comparison circuit is activated 16 at the exit 161 a signal from the inverter circuit 15 activated.

Das Lüftertachosignal FanM wird dann invertiert, so dass jetzt das Tastverhältnis 83 % bzw. höher ist. Dieser Zustand kann leicht von dem Zustand ohne eine Temperaturwarnung, also dem Tastverhältnis von 17 % bzw. kleiner, unterschieden werden. Nach wie vor wird auch mit invertiertem Tastverhältnis die Drehzahl des Lüfters signalisiert. Im Fall eines blockierten Lüfters ohne Temperaturwarnung stellt das Lüftertachosignal FanM dauerhaft eine logische 0 dar, bei einem blockierten Lüfter wird am Ausgang 2 durch die Invertierung dauerhaft eine logische 1 signalisiert. Die digitale Auswerteschaltung kann somit zusätzliche Schutzmaßnahmen, beispielsweise die Benachrichtigung eines Benutzers, in einfacher Weise durchführen.The fan tachometer signal FanM is then inverted, so that now the duty cycle is 83% or higher. This state can easily be distinguished from the state without a temperature warning, that is, the duty ratio of 17% or less. As before, the speed of the fan is also signaled with inverted duty cycle. In the case of a blocked fan without temperature warning, the fan tacho signal FanM permanently represents a logical 0, with a blocked fan, the output is 2 permanently signaled a logical 1 by the inversion. The digital evaluation circuit can thus carry out additional protective measures, for example the notification of a user, in a simple manner.

Bei einem weiteren Temperaturanstieg sinkt das Signal am Temperaturmeßpin Nr. 4 der Lüfterregelschaltung unter den zweiten Schwellwert der Vergleichsschaltung 16. Dieser Schwellwert signalisiert eine Übertemperatur, ab der die Spannungsversorgungseinrichtung abgeschaltet werden soll, um eine dauerhafte Beschädigung zu verhindern. Die Vergleichsschaltung 16 gibt an ihrem Ausgang 162 ein Übertemperatursignal ab.If the temperature rises further, the signal on the temperature measuring pin No. 4 of the fan control circuit drops below the second threshold value of the comparison circuit 16 , This threshold signalizes an excess temperature, from which the power supply device is to be switched off in order to prevent permanent damage. The comparison circuit 16 gives at her exit 162 an overtemperature signal.

Dieses schaltet den Schalter S1, so dass am Oszillatorpin 3 nun das Versorgungspotential VDD abgreifbar ist. Während die Diode D1 in einem normalen Betriebsmodus in einem nicht leitenden Zustand ist, geht sie nun in einen leitenden Zustand über, und am Eingang der Überspannungserkennung der Stromversorgungseinrichtung liegt annähernd das Potential VDD und damit das Übertemperatursignal ÜTP an. Dadurch schaltet die Stromversorgungseinrichtung ab. Gleichzeitig wird das Signal der Schaltung 17 zugeführt, die unabhängig von dem Steuersignal am Ausgang 144 der Regelschaltung 14 den Transistor T über seinen Gate-Anschluß in einen dauerhaft leitenden Zustand schaltet. Das Lüftersteuersignal am Steuerausgang 6 ist somit immer maximal. Falls die Spannungsversorgung durch einen Fehler nicht abschaltet, läuft der Lüfter somit weiter mit voller Drehzahl. Diese ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Spannungsversorgung wieder eingeschaltet wird, bevor sie abgekühlt ist oder das Übertemperatursignal zurückgesetzt wurde. Zudem wird das Lüftertachosignal FanM durch den Inverter 15 dauerhaft auf eine logische 0 geschaltet. Dies signalisiert ebenfalls die Übertemperaturabschaltung nach außen.This switches switch S1 so that the oscillator pin 3 Now the supply potential VDD can be tapped. While the diode D1 is in a non-conductive state in a normal operating mode, it now goes into a conducting state, and at the input of the overvoltage detection of the power supply device is approximately the potential VDD and thus the overtemperature signal ÜTP. This will turn off the power supply. At the same time the signal of the circuit 17 supplied independently of the control signal at the output 144 the control circuit 14 Turns the transistor T via its gate terminal in a permanently conductive state. The fan control signal at the control output 6 is thus always maximum. If the power supply does not switch off due to a fault, the fan will continue to run at full speed. This is particularly useful when the power is turned back on before it has cooled or the overtemperature signal has been reset. In addition, the fan tachometer signal FanM is through the inverter 15 permanently switched to a logical 0. This also signals the overtemperature shutdown to the outside.

Mit diesen Maßnahmen können ohne aufwendige Implementierungen in einem vorhandenen Gehäuse mit acht Pins beide Übertemperaturinformationen zusätzlich signalisiert werden.With these measures can with no elaborate implementations in an existing enclosure with Eight pins both over temperature information additionally be signaled.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung gemäß 2 ist die Vergleichsschaltung 16 in der Drehzahlsollwertschaltung 11 implementiert. Weiterhin ist auch der Inverter 15 in dem Regelblock 14 realisiert. Die Drehzahlsollwertschaltung erzeugt somit neben dem Steuersignal für den spannungsgesteuerten Oszillator 12 zwei weitere zusätzliche Signale. Das Signal für die Übertemperaturwarnung wird dem Regelblock 14 zugeführt, welcher daraufhin sein Tachoausgangssignal am Aus gang 2 invertiert. Das Signal zur Übertemperaturabschaltung wird von der Drehzahlsollwertschaltung dem spannungsgesteuerten Oszillator zugeführt, der daraufhin den Schalter S1 einschaltet und das Versorgungspotential VDD auf den Oszillatorpin 3 legt.In another embodiment of the invention according to 2 is the comparison circuit 16 in the speed setpoint circuit 11 implemented. Furthermore, the inverter is also 15 in the rule block 14 realized. The speed command circuit thus generates in addition to the control signal for the voltage controlled oscillator 12 two more additional signals. The signal for the overtemperature warning becomes the control block 14 fed, which thereupon its speedometer output signal at the output 2 inverted. The overtemperature shutdown signal is supplied from the speed reference circuit to the voltage controlled oscillator, which then turns on switch S1 and supplies the supply potential VDD to the oscillator pin 3 sets.

Der erfindungsgemäße Baustein 1 wird bevorzugt in einen Computer eingesetzt, wie es in 3 zu sehen ist. Der Computer C enthält den durch das Signal TRSOUT steuerbaren Lüfter L, den temperaturabhängigen Widerstand NTC als Detektor und das Netzteil PS, das mit dem Pin 3 gekoppelt ist. Durch ein Übertemperatursignal ÜTP auf dem Pin 3 wird das Netzteil abgeschaltet. Insgesamt können so die zusätzlich benötigte Übertemperaturwarnung und die Übertemperatursignalisierung ÜTP auf jeweils Pin 2 bzw. 3 des Bausteins ausgegeben werden. Das bereits verwendete Bausteingehäuse wird weiter genutzt.The module according to the invention 1 is preferably used in a computer as it is in 3 you can see. The computer C contains the controllable by the signal TRSOUT fan L, the temperature-dependent resistor NTC as a detector and the power supply PS, with the pin 3 is coupled. Due to an overtemperature signal ÜTP on the pin 3 the power supply is switched off. Altogether, the additionally required overtemperature warning and the overtemperature signaling ÜTP can be applied to each pin 2 respectively. 3 of the block. The already used module housing will continue to be used.

11: LüfterregelschaltungFan control circuit
22: LüftertachopinLüftertachopin
33: OszillatorpinOszillatorpin
44: TemperaturmeßpinTemperaturmeßpin
55: DrehzahlpinDrehzahlpin
66: Steuerpincontrol pin
77: externe Drehzahlvorgabeexternal Speed control
88th: VersorgungspotentialpinVersorgungspotentialpin
99: Massepinground pin
1111: DrehzahlsollwertschaltungSpeed reference circuit
1212: spannungsgesteuerter OszillatorVoltage controlled oscillator
1313: PulsidentifikationsschaltungPulse identification circuit
1414: Regelblockcontrol block
1515: Inverterinverter
1616: Vergleichsschaltungcomparison circuit
1717: Schaltungcircuit
S1S1: Schalterswitch
R1R1: Widerstandresistance
C1C1: Kondensatorcapacitor
D1D1: ZenerdiodeZener diode
TT: Transistortransistor
TETE: externer Transistorexternal transistor
Fan Mfan M: LüftertachosignalFan speed signal
NTCNTC: Temperaturmeßwiderstandtemperature measuring
VDDVDD: Versorgungspotentialsupply potential
VSSVSS: Massepotentialground potential
L1L1: LüfterFan

Claims

Fan control circuit ( 1 ) in a device, comprising: - a first and a second signal output ( 2 . 3 ); A control output ( 6 ); A first signal input ( 4 ) and a second signal input ( 5 ); A speed setpoint circuit ( 11 ) having at least one input for supplying a temperature-dependent signal at the first signal input ( 2 ) and for outputting a value-continuous control signal as a function of the temperature-dependent signal to a voltage-controlled oscillator ( 12 ) is trained; - the voltage-controlled oscillator ( 12 ), which has an output ( 121 ) for outputting a clock signal dependent on the value continuous control signal; A pulse identification circuit ( 13 ) connected to the second signal input ( 5 ) and for determining a fan speed value from one at the second signal input ( 5 ) of the fan control circuit ( 1 ) is applied adjacent signal; - a rule block ( 14 ) with a first input ( 141 ) for supplying the fan speed value, with a clock signal input ( 142 ), which with the output ( 121 ) of the voltage-controlled oscillator ( 12 ), the rule block ( 14 ) via a switchable inverter ( 15 ) for delivering a fan speed representing speed signal to the first signal output ( 2 ) of the fan control circuit ( 1 ) and for delivering a fan control signal to an output, which is connected to the control output ( 6 ) is coupled to the fan control circuit; A comparison circuit ( 16 ) with two threshold values, which is designed for a comparison of the temperature-dependent signal with the two threshold values, wherein the comparison circuit ( 16 ) upon reaching the first threshold value for outputting an inversion signal to the switchable inverter ( 15 ) for inverting the fan speed signal and at Reaching the second threshold for delivering an overtemperature signal (ÜTP) to the second signal output ( 3 ) is trained.

Fan control circuit according to claim 1, wherein the voltage controlled oscillator ( 12 ) has an input coupled to the second signal input and to means for frequency adjustment.

Fan control circuit according to claim 2, wherein the means for frequency adjustment a capacity and has an ohmic resistance.

Fan control circuit according to one of claims 1 to 3, wherein the fan control circuit ( 1 ) a third signal input ( 7 ) connected to a second input of the speed reference circuit ( 11 ), wherein the speed reference circuit ( 11 ) for outputting a value-continuous control signal as a function of a signal applied to the second input to the voltage-controlled oscillator ( 12 ) is trained.

Fan control circuit according to one of claims 1 to 4, wherein the output of the control block ( 14 ) via a circuit ( 17 ) with the control output ( 6 ) of the fan control circuit ( 1 ), the circuit ( 17 ) for delivering the maximum fan control signal to the control output ( 6 ) at the second signal output ( 3 ) is formed adjacent overtemperature signal

Fan control circuit according to one of the claims 1 to 5, characterized in that the overtemperature signal by the Supply potential is formed.

Fan control circuit according to one of the claims 1 to 6, characterized in that the fan control circuit in a at the most 8 external contact points comprehensive building block is housed.

Use of the fan control circuit according to one of claims 1 to 7 in a computer system with a power supply device comprising at least one fan device and a temperature measuring device, characterized in that the temperature-dependent signal is generated by the temperature measuring device and the overtemperature signal at the second signal output ( 3 ) is used to shut off the power supply of the computer system.